(57)【要約】【課題】コンベア上に載置して水平搬送されるカラーフィルタの表面に平行に研磨パッドを接触させて回動させることにより研磨するカラーフィルタの研磨方法において、コンベア上でのカラーフィルタの位置ずれを起こさない方法を提供すること。【解決手段】研磨プレート上に貼付した研磨パッド表面を、水平搬送されるカラーフィルタの表面に平行に接触させて回動させることにより、研磨するカラーフィルタの研磨方法であって、研磨パッド表面が、前記水平搬送方向になだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有し、研磨面となる水平面内を公転運動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨プレート上に貼付した研磨パッド表面を、水平搬送されるカラーフィルタの表面に平行に接触させて回動させることにより、研磨するカラーフィルタの研磨方法であって、研磨パッド表面が、前記水平搬送方向になだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有し、研磨面となる水平面内を公転運動することを特徴とするカラーフィルタの研磨方法。
【請求項２】
研磨プレート表面に周期的な凹凸を予め設け、一定膜厚の柔軟な研磨パッドを研磨プレート上に貼付することにより、研磨パッド表面がなだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの研磨方法。
【請求項３】
研磨プレート上に貼付した研磨パッド表面の周期的な凹凸形状における山谷差の最大値が、貼付前の研磨パッドの厚さの最小値以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの研磨方法。
【請求項４】
研磨パッド表面が円回転の公転運動を行い、研磨パッド表面の周期的な凹凸形状のピッチが、公転半径以下であり、かつ、一回の公転する時間にカラーフィルタが水平搬送される距離以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの研磨方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの研磨方法を実施するための研磨装置であって、
カラーフィルタを水平搬送するための基板搬送部と、
研磨剤を研磨面に均一に供給する研磨剤滴下部と、
研磨パッドを研磨面に平行に公転運動させるとともに研磨面との接触圧力を調整可能とする研磨ヘッド部と、
各部の動作を相互に連携させて制御する制御部と、
を備えることを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの研磨方法とそれを実施するための研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス等の透明基板上にブラックマトリクスによる遮光パターンと、遮光パターン間に規則的に配置される着色透明画素パターンとを形成し、必要に応じて透明電極層を上層に設ける。アクティブマトリクス方式の液晶駆動を行う場合には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等による駆動回路を形成した電極基板に液晶層と配向膜を介して、前記カラーフィルタを設けた基板を対向させて封止することにより、表示装置用セルを製造することができる。
【０００３】
特許文献１に示すように、樹脂ブラックマトリクスのパターンエッヂに着色透明画素を構成する樹脂を重ねて設ける場合に、エッヂの突起が顕著に生じ、これがカラーフィルタ表面の平坦性を損ねる。表面の平坦性が悪化したカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、突起の影響により、液晶分子の配向が乱され、表示ムラが発生するなど、表示品位の低下を招く。
【０００４】
上記のように構造上必然的に生じるパターンエッヂの突起のみならず、製造工程中に意図せず付着ないし埋設する異物による突起を併せて除去するために、カラーフィルタ表面への研磨が行われる。従来は、通常の円形テーブルを備える平盤研磨機により、カラーフィルタを載置したテーブルの回転と、カラーフィルタ表面に接触させる研磨パッドを貼り合わせた定盤の揺動と、研磨剤の補給とを行って、研磨を実施した。
【０００５】
一方、近年の液晶表示装置の大型化と、生産性の向上に対応するため、カラーフィルタの製造工程に流すマザー基板のサイズの大型化が一段と進んでいる。しかし、研磨工程は、着色透明画素パターンを形成する工程とは別の製造ラインに運搬して、改めて投入することが多く、特に、大型基板での生産性を低下させている。
【０００６】
特許文献１は、着色透明画素パターンを形成する工程と研磨工程とを連続して実施できるように両工程で使用する装置を連結し、基板が水平搬送される状態で研磨を実施する方法を提供する。従って、カラーフィルタの研磨工程の生産性を向上でき、特に、大型基板における生産性向上効果を高める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２８８６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の改善された研磨方法は、水平搬送されるカラーフィルタ表面に矩形の研磨ヘッドを接触させて平面内で周回運動させる、いわゆる回動させることにより研磨する。研磨ヘッドは、矩形の研磨プレート面に同形で平坦な研磨パッドを貼り付けてなる。研磨パッド表面がカラーフィルタ表面に対して、カラーフィルタ自身の水平搬送方向の動きに加えて、研磨ヘッドの回動の動きを合成した動きを相対的に与えることにより、均一な研磨動作を行うことができる。
【０００９】
しかしながら、平坦な研磨パッド表面とカラーフィルタ表面との接触面積が大きく、両
面間で発生する動摩擦力が、カラーフィルタ搬送用のコンベア表面とその上に載置されたカラーフィルタ裏面との静止摩擦力より大きくなると、コンベア上のカラーフィルタがコンベア上の定位置からずれて搬送不良を引き起こす。カラーフィルタをコンベア上に簡単に、かつ、確実に固定することが困難なため、カラーフィルタ研磨時に、コンベアとの位置ずれに伴うトラブルを生じ易い。
【００１０】
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、コンベア上に載置して水平搬送されるカラーフィルタの表面に平行に研磨パッドを接触させて回動させることにより研磨するカラーフィルタの研磨方法において、コンベア上でのカラーフィルタの位置ずれを起こさない方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、研磨プレート上に貼付した研磨パッド表面を、水平搬送されるカラーフィルタの表面に平行に接触させて回動させることにより、研磨するカラーフィルタの研磨方法であって、研磨パッド表面が、前記水平搬送方向になだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有し、研磨面となる水平面内を公転運動することを特徴とするカラーフィルタの研磨方法である。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、研磨プレート表面に周期的な凹凸を予め設け、一定膜厚の柔軟な研磨パッドを研磨プレート上に貼付することにより、研磨パッド表面がなだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの研磨方法である。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、研磨プレート上に貼付した研磨パッド表面の周期的な凹凸形状における山谷差の最大値が、貼付前の研磨パッドの厚さの最小値以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの研磨方法である。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、研磨パッド表面が円回転の公転運動を行い、研磨パッド表面の周期的な凹凸形状のピッチが、公転半径以下であり、かつ、一回の公転する時間にカラーフィルタが水平搬送される距離以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの研磨方法である。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの研磨方法を実施するための研磨装置であって、カラーフィルタを水平搬送するための基板搬送部と、研磨剤を研磨面に均一に供給する研磨剤滴下部と、研磨パッドを研磨面に平行に公転運動させるとともに研磨面との接触圧力を調整可能とする研磨ヘッド部と、各部の動作を相互に連携させて制御する制御部と、を備えることを特徴とする研磨装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、研磨プレート上に貼付した研磨パッド表面を、水平搬送されるカラーフィルタの表面に平行に接触させて回動させることにより、研磨するカラーフィルタの研磨方法であって、研磨パッド表面が、なだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有し、研磨面となる水平面内を公転運動する研磨方法であるので、コンベア上でのカラーフィルタの位置ずれを起こさないで、カラーフィルタ表面の均一な品質を可能とする研磨方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の方法を説明するために研磨ヘッド部の一例を示す部分模式図であって、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、平面図である。
【図２】本発明の方法を説明するために研磨実施状態での使用形態例を示す全体模式平面図である。
【図３】本発明の装置構成の一例を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に従って、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の方法を説明するために研磨ヘッド部の一例を示す部分模式図であって、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、平面図である。また、図２は、本発明の方法を説明するために研磨実施状態での使用形態例を示す全体模式平面図である。
本発明は、研磨ヘッド部７を構成する研磨プレート１の片側上に貼付した研磨パッド２の表面を、ブロック矢印５０の方向に水平搬送されるカラーフィルタ５の表面に平行に接触させて回動させることにより、研磨するカラーフィルタの研磨方法であって、研磨パッド２の表面が、凸部２１と凹部２２とからなり、前記水平搬送方向になだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有する。また、研磨パッド２の表面は、研磨面となるカラーフィルタ５の表面と平行な水平面内をカラーフィルタとの接触状態を保って、ブロック矢印３で示すように、平面内での研磨ヘッド部７ならびに研磨パッド２の向きを変えずに公転運動することを特徴とする。上記の公転運動３は、研磨パッド２を含む研磨ヘッド部７の各点が水平面内を相互の位置関係を変えずに同一運動し、研磨ヘッド部７全体の向きも変えないことを意味する。また、有効領域における動作中は、できるだけ等速運動とすることが望ましい。
【００１９】
カラーフィルタ５を水平搬送するための手段としては、モーターによりブロック矢印４０の方向に駆動されるベルトコンベア４が適当である。また、カラーフィルタ５の裏面が接触状態で載置されるベルトコンベア４の表面が、接触面にキズを付けずに、かつ、カラーフィルタ裏面との静止摩擦力をできるだけ大きくする材質と状態が好ましい。カラーフィルタ裏面は、通常、カラーフィルタ用基板として一般に使用される０．７ｍｍ程度の厚さのガラス基板面である。静止摩擦力を大きくする目的で、ベルトコンベア４の表面とカラーフィルタ５の裏面との間に水の薄層を介在させて水の界面張力を利用する固定方法も可能である。
【００２０】
水平搬送されるカラーフィルタ５の表面が研磨ヘッド部７により研磨される前に、研磨剤滴下部６を通して研磨剤をカラーフィルタ表面に均一に滴下する。研磨剤としては、アルミナ等の一次粒径が１μｍ未満の微粉末を水等の液体に懸濁させた懸濁液を使用できる。滴下された研磨剤は、カラーフィルタ表面に滞留した後、研磨ヘッド部７のカラーフィルタ側に貼付された研磨パッド２の表面に形成されている前記周期的な凹凸形状の凹部に確保されつつ微細な研磨面に供給されることにより研磨剤として効率良く機能する。
【００２１】
研磨ヘッド部７は、図１（ａ）に示すように、剛性を有する研磨プレート１の片側表面に柔軟性を有する研磨パッド２を貼付し、研磨パッド２の表面が、前記水平搬送方向に凸部２１と凹部２２とからなり、なだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有するようにする。前記凹凸形状は、研磨パッド２を直接成形して設けてもよいが、図のように、研磨プレート１の表面に加工を施すことにより形成することができる。この目的で、研磨プレート１の表面に周期的な凹凸を予め設けるための凸部形成部材１１を規則的に配置し、凸部形成部材の配置により作られた新たな凹凸状態の表面に接するように、一定膜厚の柔軟な研磨パッドを研磨プレート上に貼付することにより、研磨パッド表面が急峻なカドを作らずになだらかな肩形状を有する周期的な凹凸形状を有するように容易にできる。
【００２２】
特に、後者の構造は、通常の精密研磨に用いる柔軟性のある研磨クロスを研磨パッド２として用いることができる。研磨クロスは、発泡層や繊維層を含む１〜２ｍｍ程度の一定膜厚を有するシートを研磨ヘッド部７の有効面を覆う広さに亘って用いることができる。また、凸部形成部材１１としては、研磨プレート１と同様に剛性を有するアルミニウム等
の金属材料を、研磨プレート表面の凸部配置すべき所定の位置に数十〜数百μｍ程度の一定厚さの帯状に加工して配置できる。
【００２３】
なお、研磨プレート１上に貼付した研磨パッド２の表面の周期的な凹凸形状における山谷差の最大値が、貼付前の研磨パッド２の厚さの最小値以下であることが望ましい。前述の凸部形成部材１１を研磨プレート１の表面に周期的な凹凸を予め設けるために配置する例についてその理由を述べる。一定値とする研磨パッド２の厚さに対して、凸部形成部材１１の厚さを大きくすると、研磨パッドは、凸部形成部材の平面および側面をなぞるように貼付することで、凹凸形状における山谷差が研磨パッドの厚さを超える状態が出現する。このような状況は、凸部形成部材の断面形状を特別に加工してなだらかな側斜面を形成する場合を除いて、研磨パッド表面になだらかな肩形状をつくることの障害となり、研磨パッドが公転運動して研磨する際に、カラーフィルタ表面との動摩擦力を増大させ、カラーフィルタの位置ずれを生じ易くするからである。
【００２４】
凸部形成部材１１を研磨プレート１上の所定の位置に設けた上に研磨パッド２を貼付した研磨ヘッド部７の平面図は、図１（ｂ）に示すように、矩形の平面領域を凸部２１と凹部２２に区分けすることができる。本例では、矩形の横方向を前記水平搬送方向として、矩形の横方向に周期的な凹凸形状を有する場合について説明する。
【００２５】
本発明において、ブロック矢印３で示すように公転運動する研磨パッド２は、代表的な表面位置に示す各点が、それぞれの相互位置関係を変えずに、同位相かつ同一速度の公転運動をする。特に、公転運動３が円運動の場合は、同一の公転半径３１を規定できる。
【００２６】
上記のように、公転半径３１を規定した円回転の公転運動を行う最も単純なケースにおいて、研磨パッド表面の周期的な凹凸形状のピッチが大きく、例えば、公転半径を超えると、研磨パッド表面を周期的な凹凸形状として動摩擦力を軽減することによるカラーフィルタの位置ずれ防止の効果が薄れてしまう。
また、研磨パッド表面の周期的な凹凸形状のピッチが小さく、例えば、一回の公転する時間にカラーフィルタが水平搬送される距離にも達しないと、同一の凸部または凹凸形状の肩によるカラーフィルタ表面への接触研磨の同一地点への作用が過剰となり、過研磨となることで、カラーフィルタの品質に悪影響を与える。
従って、研磨パッド表面が円回転の公転運動を行い、研磨パッド表面の周期的な凹凸形状のピッチが、公転半径以下であり、かつ、一回の公転する時間にカラーフィルタが水平搬送される距離以上であることが望ましい。
【００２７】
上述の望ましい条件での一例を挙げると、カラーフィルタの水平搬送方向に短辺２００ｍｍを有する矩形状の研磨ヘッド部を準備し、研磨ヘッド部は、研磨プレート上に前記凸部形成部材と研磨パッドとを配置する構成により、研磨パッド表面の短辺方向の周期的な凹凸形状のピッチを１１ｍｍとした。水平搬送速度３０００ｍｍ／分  でカラーフィルタを水平搬送しつつ、研磨パッドの表面をカラーフィルタの表面に接触させ、公転半径１２．５ｍｍ、公転速度３００ｒｐｍの公転運動を与えたところ、カラーフィルタの位置ずれ無く、良好に研磨することができた。
【００２８】
図３は、本発明の装置構成の一例を説明するためのブロック図である。
本発明の研磨装置は、上述のカラーフィルタの研磨方法を実施するための研磨装置であって、カラーフィルタを水平搬送するための基板搬送部８と、研磨剤を研磨面に均一に供給する研磨剤滴下部６と、研磨パッドを研磨面に平行に公転運動させるとともに研磨面との接触圧力を調整可能とする研磨ヘッド部７と、各部の動作を相互に連携させて制御する制御部９と、を備えることを特徴とする研磨装置１０である。
【００２９】
研磨装置１０において、基板搬送部８は、前述の図２の研磨実施状態での使用形態例に示すベルトコンベア４を主体としたカラーフィルタ５の搬送部分を指す。研磨剤滴下部６は、前述の研磨剤を保存する容器から研磨剤滴下部の先端部分に逐次研磨剤を補給するための配管やバルブ等の関連部品を含む。また、研磨ヘッド部７は、本発明の研磨方法に述べた形態の研磨パッド２を含み、公転運動を可能とする部分であって、前記基板搬送部８を通すカラーフィルタに作動する研磨剤滴下部６より下流側において作動させる。制御部９は、両方向矢印で示すように、上記各部との情報通信が可能であり、カラーフィルタの搬送タイミングに合わせて研磨剤を滴下させ、研磨パッドによる研磨条件やタイミングを制御することができる。また、必要に応じて、研磨装置へのカラーフィルタの搬入や搬出枚数を管理し、適当な測定器と組み合わせて研磨処理の評価を簡単に集計することも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・研磨プレート
２・・・研磨パッド
３・・・公転運動
４・・・ベルトコンベア
５・・・カラーフィルタ
６・・・研磨剤滴下部
７・・・研磨ヘッド部
８・・・基板搬送部
９・・・制御部
１０・・・研磨装置
１１・・・凸部形成部材
２１・・・凸部
２２・・・凹部
３１・・・公転半径
４０・・・ベルトコンベア駆動方向
５０・・・カラーフィルタ水平搬送方向
【図３】
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【図１】
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【図２】
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